Abstrak—Energi pada kendaraan sepeda motor tidak semuanya digunakan  untuk  menggerakan  sepeda  motor  tersebut. Menurut data dari Departemen Energi Amerika (2014), hanya sekitar 12%-30% dari energi bahan bakar yang dikonversikan pada kendaraan perkotaan. Energi yang terbuang dapat berupa energi panas pada mesin, elektrik, transmisi, dan getaran. Guna meningkatkan efisiensi kendaraan, maka dilakukan perancangan dan simulasi dari Regenerative Swing Arm (RSA) yaitu  sebuah  sistem  Regenerative  Shock  Absorber  dengan memanfaatkan  transmisi  dengan  spur  gear  pada  swing  arm belakang  sepeda  motor  untuk  memanfaatkan  energi  terbuang pada  bagian  suspensi  dengan  cara  memanfaatkan  gerakan putar dari swing arm sepeda motor. Selanjutnya Gerakan putar tersebut  disalurkan  melalui  spur  gear  yang  dilengkapi  dengan oneway  clutch  untuk  menggerakkan  generator  sehingga generator menghasilkan listrik yang kemudian dapat disimpan untuk  keperluan  kendaraan.  Karakteristik  dari  SA-RSA didapatkan  dari  hasil  simulasi  menggunakan  MATLAB  dan SIMULINK.  Variasi  yang  digunakan  adalah  variasi  jalan, digunakan  dua  variasi.  Variasi  pertama  berupa  random  input dengan eksitasi jalan kelas A dengan variasi kecepatan sebesar 40km/h, 60km/h dan 80km/h. Variasi kedua merupakan input sinusoidal dengan amplitudo sebesar 10cm dan variasi frekuensi sebesar  1Hz,  1,5Hz  dan  2Hz.  RMS  daya  bangkitan,  tegangan dan kuat arus paling besar dihasilkan pada saat diberi eksitasi sinusoidal dengan frekuensi 1 hz sebesar 6,058 x 10 -8 Watt; 2,461 x  10 -4 Volt;  dan  1,44  x  10 -6 Ampere.  RMS  percepatan  vertikal terbesar  pada  system  suspensi  standar  terjadi  ketika  diberi eksitasi  sinusoidal  dengan  frekuensi  1hz  sebesar  0,1256  m/s2, sedangkan  pada  sistem  yang  diberi  RSA  terjadi  ketika  diberi eksitasi  sinusoidal  dengan  frekuensi  1hz  dan  hambatan  1ohm yaitu sebesar 0,09879 m/s 2 .
Kata  Kunci—Regenerative  Swing  Arm,  Skuter,  Swing  Arm, Energy Harvesting.

## I. PENDAHULUAN
ENURUT  data  dari  jurnal  ESDM  tahun  2019, konsumsi energi di Indonesia mencapai 411,6 juta ton minyak  pada  tahun  2018  dimana  sektor  transportasi menyumbang konsumsi energi total di Indonesia sebesar 40% kemudian  diikuti  oleh  sektor  lain.  Menurut  data  dari Departemen Energi Amerika (2014), hanya sekitar 12%-30% dari energi bahan bakar yang dikonversikan pada kendaraan perkotaan. Artinya terdapat sekitar 70% hingga 88% energi yang terbuang [2]. Energi yang terbuang dapat berupa energi panas pada mesin, elektrik, transmisi, dan getaran.
Beberapa  negara  telah  melakukan  pengembangan  energi terbarukan  dari  energi  buangan  transportasi.  Salah  satunya adalah memanfaatkan energi yang terbuang (terdisipasi) pada sistem  suspensi  kendaraan  melalui shock absorber .  Pada umumnya  transportasi  saat  ini  menggunakan  konvensional shock absorber dimana  terdapat  mekanisme  hidrolik  yang mampu  meredam  getaran  dan  energi  redaman  yang
dihasilkan akan terbuang menjadi panas. Maka dari itu perlu dilakukannya penelitian pada kendaraan untuk memanfaatkan energi yang terbuang, yaitu RSA ( Regenerative Swing  Absorber )  mampu  memulihkan  energi getaran  yang  terbuang  pada  sistem  suspensi  kendaraan menjadi energi listrik.
Beberepa  peneliti  telah  menganalisa  mengenai  potensi energi yang terdapat pada sistem suspensi kendaraan. Namun belum  ada  penelitian  RSA  yang  mengarah  pada  aplikasi untuk  Sepeda  Motor.  Desain  RSA  dapat  dikelompokkan menjadi  dua  bagian  yaitu  linier  dan rotary .  Linier  RSA mengubah  gerakan  naik  turun  suspensi  secara  langsung melalui  linier  magnet  untuk  menghasilkan  energi  listrik. Sedangkan rotary RSA mengubah gerak naik turun suspensi menjadi  gerak  rotasional  untuk  selanjutnya  dihubungkan dengan generator dan menghasilkan listrik. Tang dkk (2014) mendesain  dari  linier  RSA.  Metode  linier electromagnetic absorber mengubah energi kinetik menjadi energi listrik [5]. Energi  dapat  dihasilkan  dari  suspensi  kendaraan  oleh penggunaan  kembali  atau  penyimpanan  energi  osilasi kendaraan.  Jika  digunakan  sebagai  peredam  kejut,  gerakan relatif  antara  magnet  dan  rakitan  koil  menghasilkan  daya listrik. Generator linier mencakup bagian utama yang terdiri dari  lilitan  koil  dan  bagian  sekunder  yang  terdiri  dari  cicin magnet  yang  disusun.  Selama  kendaraan  berjalan,  susunan cincin magnet bergerak secara linier didalam kumparn koil. Karena  gerakan  linier  dari  cincin  magnet  didalam  kumpara koil, tegangan AC akan terinduksi dalam koil. Tegangan ini kemudian  diperbaiki  dan  dapat  memasok  baterai  atau perangkat listrik lain. (R.A. Oprea, 2012).
Zhongjie Lie (2017) melakukan penelitian terhadap Rotary RSA. Model RSA Jenis rotary yang digunakan pada sistem ini adalah rack pinion , dimana rack pinion akan bergerak sejalan  dengan  naik  turunnya  suspensi  pada  kendaraan. Gerakan rack pinion akan diubah 90 derajat dengan sepasang roda gigi yang terhubung. Energi rack pinion memiliki daya bangkitan  maksimum  sebesar  67.5  W  dan  daya  bangkitan rata-rata 19.2 W [6].
Penelitian  lain  mengenai  RSA  dilakukan  oleh  Sakti Priyanto (2019) mampu mengembangkan prototip RSA Spur gear yang  dapat  menyerap  energi  saat  siklus  kompresi maupun  ekspansi  sehingga  dapat  menghasilkan  energi bangkitan  yang  lebih  berkelanjutan  dengan  tegangan bangkitan maksimum yang dapat dihasilkan sebesar 9.11 V pada saat melewati polisi tidur dengan kecepatan 20 km/jam.

## II. URAIAN PENELITIAN
Penelitian ini berfokus pada simulasi RSA pada swing arm skuter elektrik . Data yang akan diamati adalah daya bangkitan dan  respon  dinamis  kendaraan  yang  berupa  percepatan

## Pemodelan dan Analisis Karakteristik Dinamis Regenerative Swing Arm pada Scooter
Pradhana Rizki Wibowo dan Harus Laksana Guntur Departemen Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail: haruslg@me.its.ac.id
M
vertikal  kendaraan. Simulasi dilakukan  melewati  beberapa eksitasi jalan  dengan  variasi  kecepatan  dan  juga  variasi hambatan.  Variasi  pertama  adalah  1  hz,  1,5  hz  dan  2  hz dengan  eksitasi  Sinusoidal.  Kemudian  untuk  variasi  kedua yaitu  40  km/jam,  60  km/jam,  dan  80  km/jam  pada  saat melewati  jalan  kelas  A.  Sedangkan  untuk  variasi  hambatan sebesar 1 ohm, 5 ohm, dan 10 ohm.
Dalam pelaksanaannya hal pertama yang dilakukan dalam simulasi RSA swing arm adalah menentukan parameter RSA diantaranya  diameter  roda  gigi,  inersia  roda  gigi,  dan konstanta  generator.  Kemudian,  dilakukan  perancangan mekanisme  RSA  dan  pembuatan  model  dinamis  RSA. Setelah  didapat  model  dinamis  RSA,  maka  selanjutnya mensimulasikan  model  dinamis  yang  dibuat  menggunakan software MATLAB dan SIMULINK. Kemudian data diambil sesuai kebutuhan.

## A. Penentuan Parameter
Untuk  parameter  damping  dan  konstanta stiffnes menggunakan  data  dari  penelitian  sebelumnya  tentang “ pemodelan  dan  analisis  pengaruh  perubahan  parameter variable orifice sistem suspensi hidrolik terhadap gaya redam yang dihasilkan dan respon dinamis penumpang pada sepeda motor  Honda  Beat  2009  [1].  Parameter swing  arm dan diameter gear disajikan  pada  Tabel  1.  Kemudian  untuk ilustrasi roda gigi sistem RSA terdapat pada Gambar 1.
Parameter yang berkaitan dengan kendaraan diambil dari hasil  pengukuran  kendaraan scooter VOLTA.  Karena
dimensi dan ruang yang tersedia pada scooter VOLTA sangat sedikit, maka dilakukan penyesuaian dimensi dengan ukuran dari  bahan-bahan  yang  tersedia  di  pasar.  Parameter  yang digunakan disajikan pada Tabel 2.
Parameter-parameter  berkaitan  dengan  generator  diambil langsung  dari  spesifikasi  BLDC  motor  dari  pabrikan. Parameter  berkaitan  dengan bearing  friction diambil  dari penelitian  Budiarto  2012  [4].  Parameter  berkaitan  dengan efisiensi gear diambil  berdasarkan  parameter  teknis  dari pabrikan  dan  telah  mencakup  ketidakpresisian  pemasangan gear .  Sedangkan  inersia gear diambil  dari  pemodelan  3D pada software solidwork untuk mengetahui nilai dari masing- masing inersia gear .

## B. Pembuatan Pemodelan Dinamis
Dikarenakan keterbatasan waktu dan geometri, dibuat alat uji RSA dengan parameter yang disesuaikan. Input gerakan suspensi berasal dari putaran swing arm . Gerakan naik turun pada  roda  suspensi  akan  diubah  menjadi  gerak  rotasi  pada swing  arm .    Mekanisme  RSA  pada  skuter  elektrik  dapat dilihat pada Gambar 2.
Kemudian gerak rotasi pada swing arm akan menghasilkan gerakan rotasi dua arah melalui  mekanisme spur gear yang
Gambar 1.  Ilustrasi roda gigi sistem RSA.
Gambar 2.  Mekanisme RSA pada skuter elektrik.
Gambar 3. Free Body diagram mekanisme RSA pada skuter elektrik.
Gambar 4. Free body diagram model ½ massa kendaraan.
Gambar 5. Free body diagram massa roda depan kendaraan.
Gambar  6. Free  body  diagram massa  roda  depan  belakang  dengan RSA.
Gambar  7. Free  body  diagram massa  roda  depan  belakang  dengan RSA.
terletak pada swing arm . Gerak rotasi 2 arah CW dan CCW akan diubah menjadi satu arah CCW melalui mekanisme one- way  bearing pada  rangkaian spur  gear yang  kemudian disalurkan menuju generator. Pemodelan free body diagram untuk sistem RSA dapat dilihat pada gambar 3.
Pada free  body  diagram di  Gambar  3,  mewakili  sistem keseluruhan  dari  RSA.  Dari free  badan diagram  tersebut kemudian  dibagi  menjadi  dua  persamaan  gerak  yaitu persamaan gerak dari massa kendaraan dan persamaan gerak dari sistem RSA yang meliputi swing arm , roda dan transmisi roda gigi. Pada pemodelan ini juga terdapat momen putar dari bagian depan dan belakang kendaraan.
Pemodelan sistem dinamis massa pada kendaraan sepeda motor  melibatkan  hal  yang  langsung  berhubungan  dengan massa  kendaraan  yaitu  sistem  suspensi  st and ar  dari kendaraan yang tetap dipertahankan dalam sistem serta gaya redam dari RSA. Penggambaran free body diagram model ½ massa kendaraan dapat dilihat pada Gambar 4.
Dari free  badan diagram  Gambar  4,  maka  didapat persamaan dinamis sebagai berikut:
𝑀 𝑣 𝑣̇ 𝑣 − 𝑘 𝑠𝑓 (𝑥 𝑤𝑓 − 𝑥 𝑣𝑓 − 𝑥 𝑣 ) − 𝐵 𝑠𝑓 (𝑥̇ 𝑤𝑓 − 𝑥̇ 𝑣𝑓 − 𝑥̇ 𝑣 ) − 𝑘 𝑠𝑟 (𝑥 𝑤𝑟 − 𝑥 𝑣𝑟 − 𝑥 𝑣 ) − 𝐵 𝑠𝑟 (𝑥̇ 𝑤𝑟 − 𝑥̇ 𝑣𝑟 − 𝑥̇ 𝑣 ) = 0 (1)
Kemudian  pemodelan  ditinjau  dari  masing  masing  roda baik roda depan maupun belakang. Pemodelan yang ditinjau dari roda meliputi sistem suspensi kendaraan serta konstanta kekakuan dari ban. Koefisien redam dari ban diabaikan.
Persamaan  massa  roda  kendaraan  depan  pada  Gambar  5 adalah sebagai berikut:
−𝑀 𝑤𝑓 𝑣 ̇ 𝑤𝑓 + 𝑘 𝑤𝑓 (𝑥 𝑟𝑓 − 𝑥 𝑤𝑓 ) − 𝑘 𝑠𝑓 ( 𝑥 𝑤𝑓 − 𝑥 𝑣𝑓 − 𝑥 𝑣 ) − 𝐵 𝑠𝑓 ( 𝑥 ̇ 𝑤𝑓 − 𝑥 ̇ 𝑣𝑓 − 𝑥 ̇ 𝑣 ) = 0 (2)
Gambar 8.  Input eksitasi sinusoidal.
Gambar 9.  Input eksitasi jalan kelas A.
Gambar 10.  Grafik energi bangkitan, dengan hambatan 1 ohm eksitasi sinusoidal pada frekuensi 1 Hz, 1,5 Hz dan 2 Hz.
Gambar  11.    Grafik  tegangan  dengan  hambatan  1  ohm  eksitasi sinusoidal pada frekuensi 1 Hz, 1,5 Hz dan 2 Hz.
Gambar  12.    Grafik  kuat  arus  dengan  hambatan  1  ohm  eksitasi sinusoidal pada frekuensi 1 Hz, 1,5 Hz dan 2 Hz.
Gambar 13.  Grafik energi bangkitan dengan hambatan 1 ohm eksitasi jalan kelas A pada kecepatan 40km/h, 60km/h dan 80km/h.
Gambar  14.    Grafik  tegangan  dengan  hambatan  1  ohm  eksitasi  jalan kelas A pada kecepatan 40km/h, 60km/h dan 80km/h.
Gambar 15.   Grafik  kuat arus  dengan hambatan 1 ohm  eksitasi jalan kelas A pada kecepatan 40km/h, 60km/h dan 80km/h.
Persamaan massa roda kendaraan belakang pada Gambar 6 adalah sebagai berikut:
−𝑀 𝑤𝑟 𝑣̇ 𝑤𝑟 + 𝑘 𝑤𝑟 (𝑥 𝑟𝑟 − 𝑥 𝑤𝑟 ) − 𝑘 𝑠𝑟 (𝑥 𝑤𝑟 − 𝑥 𝑣𝑟 − 𝑥 𝑣 ) − 𝐵 𝑠𝑟 (𝑥̇ 𝑤𝑟 − 𝑥̇ 𝑣𝑟 − 𝑥̇ 𝑣 ) − 𝐵 𝑅𝑆𝐴 (𝑥̇ 𝑤𝑟 − 𝑥̇ 𝑣𝑟 − 𝑥̇ 𝑣 ) = 0 (3)
Berikut  adalah  contoh free  body  diagram untuk  sistem RSA. Contoh disini adalah Free body diagram untuk Gear A. Pada  gear  3,  jika swing  arm bergerak  secara counter clockwise ,  maka  gear  3  bergerak  secara free dan bearing friction diabaikan.
Dari free body diagram pada Gambar 7 tersebut didapatkan persamaan gerak sebagai berikut:
𝐽 𝐴 𝜔̇ 𝐴 + 𝐵 𝐴 𝜃̇ 𝐴 − 𝑅 𝐴 𝐹𝑐 𝐴1 = 0 (4)
Dicari  persamaan  pada  tiap-tiap  roda  gigi.  Kemudian digabungkan  persamaannya.  Dengan  menggambungkan semua persamaan dalam sistem ini maka didapat torsi untuk memutar sistem RSA dengan persamaan sebagai berikut:
𝑇 𝐵 = (𝐽 𝐴 + 𝑁 2 [𝐽 1 + 𝐽 2 + 𝐽 3 + 𝐽 4 + 𝐽 5 + 𝐽 6 + 𝐽 𝐺 ])𝜔̇ + (𝐵 𝐴 + 𝑁 2 [𝐵 1 + 𝐵 2 + 𝐵 4 + 𝐵 5 + 𝐵 6 + 𝑇 𝐸 ])𝜃̇ (5)
Digunakan persamaan elektris sebagai gaya redam elektris sebagai berikut [7]:
T E = 1.5 η sg 𝑘 𝑡 𝑘 𝑒 𝑅 𝑖𝑛 +𝑅 𝑒𝑥 𝜃 ̇ g (6)
Dengan menggabungkan persamaan (5) dengan persamaan (6) sebagai torsi redam elektris, maka didapatkan persamaan sebagai berikut:
𝑇 𝐵 = (𝐽 𝐴 + 𝑁 2 [𝐽 1 + 𝐽 2 + 𝐽 3 + 𝐽 4 + 𝐽 5 + 𝐽 6 + 𝐽 𝐺 ])𝜔̇ + (𝐵 𝐴 +
𝑁 2 [𝐵 1 + 𝐵 2 + 𝐵 4 + 𝐵 5 + 𝐵 6 + 1.5 η sg 𝑘 𝑡 𝑘 𝑒 𝑅 𝑖𝑛 +𝑅 𝑒𝑥 ]) (7)
Untuk  hubungan  antara  perpindahan  angular  ( 𝜃 )  satuan radian  dengan  perpindahan  linear  (x)  satuan  meter  adalah sebagai berikut:
𝜃 = 𝑥 𝑙 𝑠𝑤𝑖𝑛𝑔 𝑎𝑟𝑚 𝜃̇ = 𝑥̇ 𝑙 𝑠𝑤𝑖𝑛𝑔 𝑎𝑟𝑚 𝜔̇ = 𝑣̇ 𝑙 𝑠𝑤𝑖𝑛𝑔 𝑎𝑟𝑚 (8)
Dari persamaan diatas makan didapatkan persamaan linier sebagai berikut:
𝑇 𝐵 = 1 𝑙 𝑠𝑤𝑖𝑛𝑔 𝑎𝑟𝑚 [(𝐽 𝐴 + 𝑁 2 [𝐽 1 + 𝐽 2 + 𝐽 3 + 𝐽 4 + 𝐽 5 + 𝐽 6 + 𝐽 𝐺 ])𝑣̇ + (𝐵 𝐴 + 𝑁 2 [𝐵 1 + 𝐵 2 + 𝐵 4 + 𝐵 5 + 𝐵 6 + 1.5 η sg 𝑘 𝑡 𝑘 𝑒 𝑅 𝑖𝑛 +𝑅 𝑒𝑥 ]) 𝑥̇] (9)

## C. Simulasi dan Pengambilan Data
Pemodelan  simulasi  yang  dilakukan  ada  penelitian  ini mengunakan software Matlab  dan  Simulink.  Untuk memasukan  input  variasi  jalan,  digunakan  dua  variasi. Variasi  pertama  merupakan input sinusoidal  dengan amplitudo  sebesar  10cm  dan  variasi  frekuensi  sebesar  1Hz, 1,5Hz  dan  2Hz.  Kemudian  variasi  tambahan  adalah  variasi hambatan eksternal yang diberikan kepada generator sebesar 1Ω, 5Ω, dan 10Ω
Variasi inputan kedua adalah profil permukaan jalan Road Class A dengan kecepatan 40km/h, 60km/h dan 80km/h dari standar  ISO8680  tentang Road  Surface [3].  Ketika kecepatannya tetap, kecepatan spektrum daya domain waktu adalah  sinyal  white  noise. Spectral  density konstan  adalah sebagai berikut:
𝑘 = 4𝜋 2 𝑛 0 2 𝐺 𝑞 (𝑛 0 )𝑣 (10)
Untuk mendapatkan profile permukaan jalan dengan cara mengintegralkan  akar  persamaan  3.21  dengan  white  noise, sehingga didapatkan rumus:
𝑞(𝑡) = √𝑘  ∫ 𝑤(𝑡)𝑑𝑡 𝑡 0 𝑣 (11)
n 0 =  0,1  cycle/m  G d (n 0 )  merupakan  nilai  rata-rata  kelas jalan,  dan v merupakan  kecepatan  kendraan  (m/s)  dan w(t) merupakan white  noise .  (Wang  &  Qiang,  2017)  berikut merupakan  tabel  variasi  pembebana  dan  parameter  yang digunakan dalam simulasi simulink. Digunakan jalan kelas A yang  digunakan  mengikuti  standar  ISO  8680  Tentang road surface dengan input eksitasi seperti pada Gambar 8. Untuk input eksitasi jalan kelas A dapat dilihat pada Gambar 9.

## III. HASIL DAN ANALISIS
Pada  simulasi  ini  didapatkan  daya  bangkitan  dan  respon dinamis berupa percepatan vertikal dari RSA.

## A. Daya Bangkitan
Pada bangkitan sinusoidal, didapat makin rendah frekuensi maka energi bangkitan makin besar. Didapatkan RMS daya bangkitan terbesar terjadi pada frekuensi 1hz dan hambatan
Gambar 16.  Contoh grafik perbandingan percepatan suspensi standar dan RSA pada eksitasi sinusoidal frekuensi 1 Hz.
Gambar 17.  Contoh grafik perbandingan percepatan suspensi standar dan RSA pada eksitasi jalan kelas A kecepatan 40 km/h.
Tabel 1.
Parameter swing arm dan diameter gear Parameter Nilai Panjang Swing arm 330mm Diameter Gear A 120mm Diameter Gear 1,2,3,4,5,6 30mm
1ohm yaitu pada P: 3,57 x 10 -8 watt, V: 1,89 x 10 -4 Volt dan I: 1,89 x 10 -4 Ampere. Kemudian untuk daya, tegangan dan kuat arus maksimal juga terdapat pada frekuensi 1hz dengan Hambatan 1ohm yaitu P: 4,96 x 10 -6 Watt. V: 0,00224 Volt dan I: 0,00224 Ampere. Gambar 10 merupakan grafik energi bangkitan dengan  hambatan  1  ohm  eksitasi  sinusoidal  pada frekuensi 1 Hz dan 2 Hz. Sedangkan gambar 11 merupakan grafik tegangan dengan hambatan 1 ohm eksitasi sinusoidal pada frekuensi 1 Hz, 1,2 Hz dan 2 Hz. Dan gambar 12 adalah grafik  kuat  arus  degan  hambatan  1  ohm  eksitasi  sinusoidal pada frekuensi 1 Hz, 1,5 Hz, dan 2 Hz.
Dari  gambar  grafik  pada  gambar  10,  gambar  11,  dan gambar 12, dapat dilihat pada diberi input sinusoidal, grafik yang  didapat  relatif  menghasilkan  lonjakan  terpola,  atau dapat  dikatan  menghasilkan  tegangan  dan  daya  bangkitan yang relatif konstan pada waktu yang sedikit lama. Perbedaan terjadi pada eksitasi dengan frekuensi 1hz dari setiap variasi hambatan yang mendapatkan energi bangkitan,tegangan dan kuat  arus  meningkat.  Hal  tersebut  terjadi  karena  pada frekuensi yang lebih rendah, terjadi gerak relatif yang cukup besar  antara  bodi  kendaraan  dan  roda  sehingga  pergerakan swing arm lebih besar. Gambar 10, gambar 11, dan gambar 12  merupakan  gabungan  tegangan  pada  seluruh  variasi frekuensi dan daya bangkitan pada seluruh variasi frekuensi. Dapat  dilihat  semakin  rendah  frekuensi  dari  eksitasi  maka daya  yang  dibangkitkan  juga  semakin  kecil.  RMS  daya bangkitan  eksitasi  sinusoidal  dapat  dilihat  pada  Tabel  3, sedangkan RMS tegangan dengan eksitasi sinusoidal terdapat pada Tabel 4, dan RMS kuat arus dengan eksitasi sinusoidal disajikan pada Tabel 5.
Yang kedua adalah daya bangkitan, tegangan dan kuat arus yang dihasilkan oleh eksitasi random Jalan Kelas A. Berbeda dengan  bangkitan  sinusoidal,  Pada  eksitasi  jalan  kelas  A didapat makin tinggi kecepatan maka energi bangkitan makin besar. Didapatkan RMS daya bangkitan terbesar terjadi pada
kecepatan 80km/h dan hambatan 1ohm yaitu pada P: 5,43 x 10 -9 watt,  V:  7,37  x  10 -5 Volt  dan  I:  7,37  x  10 -5 Ampere. Kemudian untuk daya, tegangan dan kuat arus Maximal juga terdapat  pada  kecepatan  80  km/h  dengan  hambatan  1ohm yaitu P: 2,86 x 10 -8 Watt. V: 1,69 x 10 -4 Volt dan I: 1,69 x 10 - 4 Ampere.  Gambar  13  merupakan  grafik  energi  bangkitan dengan hambatan 1 ohm eksitasi jalan kelas A pada kecepatan 40  km/h  dan  80  km/h.  Untuk  gambar  14  merupakan  grafik tegangan dengan hambatan 1 ohm eksitasi jalan kelas A pada kecepatan  40  km/h,  60  km/h,  dan  80  km/h.  Sedangkan gambar 15 adalah grafik kuat arus dengan hambatan 1 ohm eksitasi jalan kelas A pada kecepatan 40 km/h, 60 km/h, dan 80 km/h.
Dari  gambar  grafik  pada  gambar  14,  gambar  15,  dan gambar 16, dapat dilihat pada diberi input eksitasi jalan kelas A, grafik yang didapat relatif kurang menghasilkan lonjakan terpola terlihat pada detik ke 8 hingga 20 memiliki lonjakan daya yang berbeda dengan pada detik 2 hingga 4, atau dapat dikatakan  menghasilkan  tegangan  dan  daya  bangkitan  yang kurang relatif konstan. RMS daya bangkitan dengan eksitasi jalan kelas A dapat dilihat pada Tabel 6, sedangkan pada tabel 7 disajikan RMS tegangan dengan eksitasi jalan kelas A, dan untuk  Tabel  8  merupakan  RMS  kuat  arus  dengan  eksitasi jalan kelas A.
Hal ini cukup berbeda dari input eksitasi sebelumnya yaitu sinusoidal,  dimana  pada  eksitasi  tersebut,  terjadi  lonjakan yang konstan.

## B. Percepatan Vertikal
Simulasi percepatan vertikal dilakukan untuk mengetahui percepatan  vertikal  yang  dihasilkan  saat  memperoleh eksitasi.  Eksitasi  yang  digunakan  adalah  sinusoidal  dan eksitasi  secara  random  dengan  variasi  frekuensi  dan hambatan.  Simulasi  percepatan  vertikal  bertujuan  untuk mengetahui  pengaruh  dari  kenyamanan  berkendara  dengan sistem yang diaplikasikan sistem RSA
Tabel 2. Parameter kendaraan scooter Parameter Keterangan Nilai Satuan 𝐽 𝐴 Inersia Gear Swing arm 2,0081 × 10 −4 Kg.m 2 𝐽 1 , 𝐽 2 , 𝐽 3 , 𝐽 4 , 𝐽 5 , 𝐽 6 Inersia Gear Transmisi 4,3663 × 10 −7 Kg.m 2 𝐽 𝐺 Inersia Generator 1,8 × 10 −5 Kg.m 2 𝐵 𝐴 , 𝐵 1 , 𝐵 2 , 𝐵 4 , 𝐵 5 , 𝐵 6 Bearing Friction 2,1 × 10 −4 N.m.s/rad 𝑁 Rasio gigi 4 - 𝜂 Efisiensi spur gear 0,9 - 𝑘 𝑡 Konstanta torsi generator 0,1 N.m/A 𝑘 𝑒 Konstanta voltase generator 0,1 V.s/rad 𝑅 𝑖𝑛 Hambatan internal 0,5 ohm 𝑅 𝑒𝑥 Hambatan eksternal 6 ohm 𝑀 𝑉 Massa Kendaraan 220 Kg 𝑀 𝑤𝑓 Massa roda depan 6,6 Kg 𝑀 𝑤𝑟 Massa roda belakang 10 Kg 𝐾 𝑤𝑓 dan 𝐾 𝑤𝑟 Koefisien kekakuan roda 1143 N/m 𝐾 𝑠𝑓 Koefisien kekakuan pegas depan 27655 N/m 𝐾 𝑠𝑟 Koefisien kekakuan pegas belakang 11062 N/m 𝐵 𝑠𝑓 Koefisien redaman suspensi depan 36000 N.s/m 𝐵 𝑠𝑟 Koefisien redaman suspensi belakang 12000 N.s/m Jv Inersia Kendaraan 29 Kg/m 2 𝑙 𝑠𝑤𝑖𝑛𝑔 𝑎𝑟𝑚 Jarak poros swing arm dengan roda 0,33 m wb Jarak sumbu roda depan ke belakang 1,21 m 𝑙 𝑓 Jarak Roda Depan ke Titik Pusat Massa 0,7318 m 𝑙 𝑟 Jarak Roda Belakang ke Titik Pusat Massa 0,4782 m
Gambar  16  merupakan  data  perbandingan  percepatan vertikal  antara  sistem  dengan  RSA  dan  sistem  standar kendaraan  ketika  diberi  eksitasi  sinusoidal  dengan  variasi kecepatan  1hz,  1,5hz  dan  2hz  dan  juga  variasi  hambatan  1 ohm, 5 ohm, dan 10 ohm.
Pada frekuensi 1hz didapat percepatan vertikal maksimum pada sistem shock absorber standar sebesar 0.4031 m/s2 dan pada  sistem  yang  dilengkapi  RSA  sebesar  0,4264  m/s 2 ; 0,4338 m/s 2 ; dan 0,4356 m/s 2 untuk variasi hambatan 1 ohm, 5 ohm, dan 10 ohm.
Pada  frekuensi  1,5hz  didapat  percepatan  vertikal maksimum  pada  sistem shock  absorber standar  sebesar 0,1831  m/s2  dan pada sistem  yang dilengkapi  RSA sebesar 0,1929m/s 2 ;  0,196m/s 2 ;  dan  0,1968  m/s 2 untuk  variasi hambatan 1 ohm, 5 ohm, dan 10 ohm.
Selanjutnya pada frekuensi 2hz didapat percepatan vertikal maksimum  pada  sistem shock  absorber standar  sebesar 0.1297  m/s2  dan pada sistem  yang dilengkapi  RSA sebesar 0,1383  m/s 2 ;  0,1408  m/s 2 ;  dan  0,1414  m/s 2 untuk  variasi hambatan 1 ohm, 5 ohm, dan 10 ohm.
Dari  data  pada  Tabel  9,  besarnya  percepatan  vertikal maksimum yang didapatkan sistem  standar kendaraan lebih besar daripada sistem yang dilengkapi dengan RSA. Hal ini dapat terjadi karena sistem RSA menambahkan daya redam dari  sistem  yang  sudah  ada.  Terlihat  bahwa  nilai  respon percepatan  akan  menurun  seiring  dengan  meningkatnya frekuensi  Dikarenakan  makin  tinggi  frekuensi  membuat badan  kendaraan  pada  kondisi  yang  settle.  Berikut  adalah data RMS dari masing-masing variasi.
Kemudian data simulasi pada input eksitasi jalan kelas A. Tabel  10  merupakan  data  perbandingan  percepatan  vertikal ketika  melalui  jalan  kelas  A  dengan  variasi  kecepatan  40 km/h, 60 km/h dan 80 km/h dan juga variasi hambatan 1ohm, 5  ohm,  dan  10  ohm.  Gambar  17  merupakan  contoh  grafik
perbandingan  percepatan  suspensi  standar  dan  RSA  pada eksitasi jalan kelas A kecepatan 40 km/h.
Pada  kecepatan  40km/h  didapat  percepatan  vertikal maksimum  pada  sistem shock  absorber standar  sebesar 0.02024 m/s2 dan pada sistem yang dilengkapi RSA sebesar 0,02051 m/s 2 ; 0,02061 m/s 2 ; dan 0,02063 m/s 2 untuk variasi hambatan 1 ohm, 5 ohm, dan 10 ohm.
Pada  kecepatan  60km/h  didapat  percepatan  vertikal maksimum  pada  sistem shock  absorber standar  sebesar 0,02483 m/s2 dan pada sistem yang dilengkapi RSA sebesar 0,02515 m/s 2 ; 0,02525 m/s 2 ; dan 0,02527 m/s 2 untuk variasi hambatan 1 ohm, 5 ohm, dan 10 ohm.
Pada  kecepatan  80km/h  didapat  percepatan  vertikal maksimum  pada  sistem shock  absorber standar  sebesar 0,02867 m/s2 dan pada sistem yang dilengkapi RSA sebesar 0,02904 m/s 2 ; 0,02915 m/s 2 ; dan 0,02918 m/s 2 untuk variasi hambatan  1  ohm,  5  ohm,  dan  10  ohm.  Berikut  adalah  data RMS dari masing-masing variasi.
Dari  data  pada  tabel  10  tersebut,  besarnya  percepatan vertikal  maksimum  yang  didapatkan  sistem  standar kendaraan  lebih  kecil  daripada  sistem  yang  dilengkapi dengan  RSA.  Hal  ini  dapat  terjadi  karena  pengaruh  dari eksitasi jalan yang tidak rata dan tidak berulang.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan analisa data yang telah dilakukan, maka dapat ditarik  kesimpulan:  (1)  Telah  dikembangkan  dan  dilakukan simulasi pada prototip RSA pada Swing Arm sepeda motor listrik  yang  dapat  menghasilkan  energi  bangkitan  saat terdapat pergerakan dari swing arm pada skuter elektrik. (2) Respon  percepatan  vertikal  yang  dihasilkan  dengan  sistem yang  ditambah  RSA  tidak  terlalu  beda  jauh  dengan  sistem standar  kendaraan.  RMS  percepatan  vertikal  terbesar  pada system  suspensi  standar  terjadi  ketika  diberi  eksitasi
Tabel 3.
RMS daya bangkitan dengan eksitasi sinusoidal Frekuensi Getaran RMS Daya Bangkitan (W) 1 ohm 5 ohm 10 ohm 1 Hz 3,57 x 10 -8 1,31 x 10 -9 2,10 x 10 -10 1,5 Hz 5,56 x 10 -9 1,89 x 10 -10 2,95 x 10 -11 2Hz 2,99 x 10 -9 1,04 x 10 -10 1,66 x 10 -11 Tabel 4. RMS tegangan dengan eksitasi sinusoidal
Frekuensi Getaran RMS Tegangan (V) 1 ohm 5 ohm 10 ohm 1 Hz 1,89 x 10 -4 8,09 x 10 -5 4,59 x 10 -5 1,5 Hz 7,46 x 10 -5 3,07 x 10 -5 1,72 x 10 -5 2Hz 5,47 x 10 -5 2,28 x 10 -5 1,29 x 10 -5 Tabel 5.
RMS kuat arus dengan eksitasi sinusoidal Frekuensi RMS Kuat Arus (A) 1 ohm 5 ohm 10 ohm 1 Hz 1,89 x 10 -4 1,61802 x 10 -5 4,59 x 10 -6 1,5 Hz 7,457 x 10 -5 6,14492 x 10 -6 1,72 x 10 -6 2Hz 5,466 x 10 -5 4,56289 x 10 -6 1,29 x 10 -6 Tabel 6. RMS Daya Bangkitan dengan Eksitasi Jalan Kelas A Kecepatan RMS Daya Bangkitan (W) 1 ohm 5 ohm 10 ohm 40 km/h 2,72 x 10 -9 1,10 x 10 -10 1,82 x 10 -11 60 km/h 4,08 x 10 -9 1,65 x 10 -10 2,73 x 10 -11 80 km/h 5,43 x 10 -9 2,20 x 10 -10
3,64 x 10 -11 Tabel 7. RMS tegangan dengan eksitasi jalan kelas A Kecepatan RMS Tegangan (V) 1 ohm 5 ohm 10 ohm 40 km/h 5,21 x 10 -5 2,34 x 10 -5 1,35 x 10 -5 60 km/h 6,38 x 10 -5 2,87 x 10 -5 1,65 x 10 -5 80 km/h 7,37 x 10 -5 3,31 x 10 -5 1,91 x 10 -5 Tabel 8. RMS kuat arus dengan eksitasi jalan kelas A Kecepatan RMS Kuat Arus (A) 1 ohm 5 ohm 10 ohm 40 km/h 5,21 x 10 -5 4,68 x 10 -6 1,35 x 10 -6 60 km/h 6,38 x 10 -5 5,74 x 10 -6 1,65 x 10 -6 80 km/h 7,37 x 10 -5 6,63 x 10 -6 1,91 x 10 -6 Tabel 9. RMS percepatan vertikal dengan eksitasi sinusoidal Frekuensi Getaran RMS Percepatan Vertikal (mm/s2) 1 ohm 5 ohm 10 ohm STD 1 Hz 0,1573 0,1681 0,1665 0,2054 1,5 Hz 0,04747 0,04291 0,0419 0,06771 2Hz 0,01965 0,01641 0,0157 0,03404 Tabel 10. RMS percepatan vertikal dengan eksitasi jalan kelas A Kecepatan RMS Percepatan Vertikal (mm/s2) 1 ohm 5 ohm 10 ohm STD 40 km/h 0,01892 0,0198 0,02001 0,01609 60 km/h 0,02318 0,02425 0,0245 0,01971 80 km/h 0,02676 0,028 0,02829 0,02276
sinusoidal  dengan  frekuensi  1hz  sebesar  0,2054  m/s2  , sedangkan pada sistem yang diberi RSA terjadi ketika diberi eksitasi sinusoidal dengan frekuensi 1hz dan hambatan 1ohm yaitu sebesar 0,1573 m/s2 ,  Untuk RMS percepatan terkecil terjadi ketika diberi eksitasi jalan kelas A dengan kecepatan 40km/h  yaitu  sebesar  0,01609  m/s2  untuk  sistem  suspensi standar  dan  untuk  sistem  yang  dilengkapi  RSA  sebesar 0,0157  m/s2  pada  eksitasi  sinusoidal  dengan  frekuensi  2hz dengan hambatan 1 ohm. Dengan aplikasi RSA untuk swing arm ini mempengaruhi kenyamanan berkendara terlihat dari percepatan  vertikal  yang  dihasilkan.  Pada  input  sinusoidal dengan  frekuensi  1hz,  makin  tinggi  frekuensi  dihasilkan percepatan  vertikal  yang  makin  rendah.  Sedangkan  pada input lainnya, makin tinggi kecepatan kendaraan, percepatan vertikal  makin  tinggi.  Hal  ini  disebabkan  oleh  pengaruh gerakan  pitching  atau  gerakan  rotasi  dari  badan  kendaraan. (3) RMS percepatan vertikal terbesar pada conventional .

## V. SARAN
Saran  yang  dapat  diberikan  untuk  penelitian  selanjutnya adalah  sebagai  berikut:  (1)  Perlu  dilakukan  perancangan ulang pada sistem energy harvesting dari energi getaran pada skuter.  Perancangan  harus  mempertimbangkan  putaran generator  harus  mencukupi  untuk  energi  bangkitan  yang dibutuhkan oleh skuter elektrik. (2) Pemodelan dinamis dari sistem  kendaraan  mempengaruhi  keakuratan  dari  simulasi. Pemodelan  dinamis  harus  dibuat  seakurat  mungkin  dengan kondisi  di  lapangan.  (3)  Menghitung  secara  akurat  dimensi
dari setiap komponen yang digunakan untuk sistem RSA. (4) Pemilihan  generator  sebagai  pembangkit  daya  dapat diperhitungkan ulang. (5) Mematangkan perencanaan untuk tahap perakitan sehingga dalam menyusun setiap komponen dapat  terukur  kekuatan  dan  ketahanan  agar  alat  berfungsi dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Hakim,  A.  Y.  U.  A.  "Pemodelan  dan  Analisis  Pengaruh  Perubahan Parameter Variable Orifice Sistem Suspensi Hidrolik Terhadap Gaya Redam yang Dihasilkan dan Respon Dinamis Penumpang pada Sepeda Motor Honda Beat 2009," Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2017.
[2]  Ismiyati, Marlita, D., & Saidah, D. "Pencemaran udara akibat emisi gas buang  kendaraan  bermotor," Jurnal  Manajemen  Transportasi  & Logistik , vol. 1, no. 3, pp. 241–248, 2014. doi: 10.25292/j.mtl.v1i3.23 [3]  Wang, J., Qiang, B. "Road Simulation for Four-wheel Vehicle Whole Input  Power  Spectral  Density,"  Xi’an  High  Technology  Institution, 2017.
[4]  Budiarto,  T.  "Pemodelan  dan  Analisa  Regenerative  Shock  Absorber (RSA)  pada  Sistem  Suspensi  Kendaraan  Militer  Roda  Ban,"  Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2012.
[5]  Tang, X., Lin, T., & Zuo, "Design and optimization of a tubular linier electromagnetic vibration energy harvester," IEEE/ASME Transaction of  Mechatronics ,  vol.  19,  no.  2,  pp.  615-622,  2014.  doi: 10.1109/TMECH.2013.2249666
[6]  Li,  Z.,  Zuo,  L.,  Luhrs,  G.,  Lin,  L.,  &  Qin,  Y.-x.  "Electromagnetic energy harvesting shock absorbers: Design, modeling, and road tests," IEEE Transactions on Vehicular Technology , vol. 62, no. 3, pp. 1065- 1074, 2013. doi: 10.1109/TVT.2012.2229308
[7]  Maravandi, A., & Moallem, M. "Regenerative shock absorver using a two-leg motion conversion mechanism," IEEE/ASME Transactions on Mechantronics,  vol.  20,  no.  6,  pp.  2853-2861,  2015.  doi: 10.1109/TMECH.2015.2395437